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1、临临床床生生化化第一章第一章 自由基自由基第一章第一章自由基与自由基与NO生物学生物学一、一、概念概念1、定义：自由基是指带有未配对电子的、定义：自由基是指带有未配对电子的原子、基团、分子等，原子、基团、分子等，可以独立存在。可以独立存在。(O2+eO2 小圆点代表未成对电子小圆点代表未成对电子)特点特点：化学性质特别活泼，容易和别的化学物质化学性质特别活泼，容易和别的化学物质 发生化学反应发生化学反应. .第一节第一节 自由基自由基(free radical)(free radical)O2 HO 每个人的身体内都免不了会产生自由基，因每个人的身体内都免不了会产生自由基，因为人体要为人体要新
2、陈代谢，就需要由氧化反应新陈代谢，就需要由氧化反应产生的能产生的能量，这些氧化反应就是自由基的重要来源。量，这些氧化反应就是自由基的重要来源。 人类在人类在极端不良情绪极端不良情绪下，如愤怒、紧张、恐下，如愤怒、紧张、恐惧等，也会产生自由基。另外，一些惧等，也会产生自由基。另外，一些外来因素外来因素，如紫外线、如紫外线、X X射线、电磁波、致癌物质、酒精、一射线、电磁波、致癌物质、酒精、一些药物和污染些药物和污染物质等，也会导致自由基的产生。物质等，也会导致自由基的产生。 自由基的客观存在自由基的客观存在许多疾病可称之为许多疾病可称之为“自由基自由基”疾病疾病, ,其其中包括我们常见的中包括我
3、们常见的动脉硬化、中风、心动脉硬化、中风、心脏病、白内障、糖尿病、癌症脏病、白内障、糖尿病、癌症等。等。 “自由基自由基”疾病疾病:自由基导致自由基导致衰老衰老的加速，衰老又使得人体的加速，衰老又使得人体在在“消灭消灭”自由基方面的功能减弱，自由基自由基方面的功能减弱，自由基和衰老使得人体的健康陷入了一个恶性循环。和衰老使得人体的健康陷入了一个恶性循环。 自由基导致衰老的加速自由基导致衰老的加速2、产生、产生:(A:BA:+B+)均裂法均裂法：A:BA +B H2OH + OH电子俘获法：电子俘获法：异异 裂裂均均 裂裂均均 裂裂电磁辐射电磁辐射,热能热能如如:线粒体呼吸链传递的氧化还原反应中
4、可产线粒体呼吸链传递的氧化还原反应中可产生生例：例：Q QHQ QH QHQH2 2 H+eH+eO2 O2O2 O2e而氧是最容易得到电子的元素。科学家们发现而氧是最容易得到电子的元素。科学家们发现损害人体健康的损害人体健康的自由基自由基几乎都与那些几乎都与那些活性较强的活性较强的含氧物质含氧物质有关有关-如如活性氧活性氧。二、活性氧的概念二、活性氧的概念活性氧活性氧指氧的某些代谢物以及一些反应产生含氧产物，指氧的某些代谢物以及一些反应产生含氧产物，其特点是含氧，而且化学性质其特点是含氧，而且化学性质比基态氧活泼比基态氧活泼。超氧阴离子超氧阴离子O2 氢氢过过氧氧基基HO2 过过氧氧化化氢氢
5、H2O2羟羟自自由由基基HO 脂脂过过氧氧基基ROO 活性氧活性氧的产生的产生抗氧化系统抗氧化系统线粒体中线粒体中嘌呤分解代谢嘌呤分解代谢CytP450自自氧化氧化中性粒细胞和巨噬细胞中性粒细胞和巨噬细胞辐射作用辐射作用一级抗氧化防御系统一级抗氧化防御系统-过氧化氢酶过氧化氢酶-超氧化物歧化酶超氧化物歧化酶(SOD)-谷胱甘肽系统谷胱甘肽系统(GSH)-抗氧化剂抗氧化剂(Vc)二级氧化防御系统二级氧化防御系统-DNA修复修复-蛋白修复和降解蛋白修复和降解-解毒系统解毒系统-膜修复膜修复-再生系统再生系统活性氧活性氧-脂质过氧化脂质过氧化-DNA损伤损伤-蛋白质氧化蛋白质氧化细胞损伤和死亡细胞损
6、伤和死亡细胞的细胞的活性氧活性氧的产生的产生和抗氧化系统和抗氧化系统O2 HO 三、活性氧在机体内的生成及化学反应三、活性氧在机体内的生成及化学反应（一）（一）O O2 2 ( (超氧阴离子超氧阴离子) )生成与化学反应生成与化学反应 1、生成、生成两条主要的呼吸链两条主要的呼吸链NADH氧化呼吸链氧化呼吸链琥珀酸氧化呼吸链琥珀酸氧化呼吸链1/2O2CoQCytbCytaa3CytcCytc1(FeS)FAD(FeS)FMN(FeS)NADH琥珀酸琥珀酸Cu1)线粒体呼吸链传递的氧化还原反应中可产生线粒体呼吸链传递的氧化还原反应中可产生例：例：Q QHQ QH QHQH2 2 FMNFMN（F
7、ADFAD） FMNFMN（FADFAD） H+eH+eO2 O2 +eO2O2 O2O2(当电子传递体数量不足或受抑制时易产生当电子传递体数量不足或受抑制时易产生O O2 2 )e 2)组织炎症区组织炎症区中性粒细胞、巨噬细胞的磷酸戊糖通路中性粒细胞、巨噬细胞的磷酸戊糖通路旺盛产生旺盛产生NADPH+H+增加增加NADPH+H+O2NADP+2H+2O2 NADPH氧化酶氧化酶 3)缺血缺氧时，黄嘌呤氧化酶催化反应中产生缺血缺氧时，黄嘌呤氧化酶催化反应中产生次黄嘌呤次黄嘌呤+2O2+H2O 黄嘌呤黄嘌呤+2O2 +2H+黄嘌呤黄嘌呤氧化酶氧化酶 +2O2+H2O尿尿酸酸+2O2 +2H+黄嘌
8、呤黄嘌呤氧化酶氧化酶 4)药物、毒物在生物转化过程中产生，如阿霉素等药物、毒物在生物转化过程中产生，如阿霉素等岐化反应岐化反应O2 + O2 +2H+H2O2+ O2Haber-weiss反应反应H2O2O2+HO +OH- 质子化反应质子化反应 O2 +H+HO2 (氢过氧基氢过氧基)O2 (过度金过度金 属属)Fe2+2、O2 参与的化学反应参与的化学反应(水溶液中水溶液中)1、生成、生成 通过通过Haber-weiss反应产生反应产生 OHH2O的电离辐射的电离辐射:均均裂裂H2OH2O+H + OHH2O H + OH（二）（二） OHOH生成与化学反应生成与化学反应x、射线射线2、参
9、与化学反应类型、参与化学反应类型:氢抽提反应、加成反应、氢抽提反应、加成反应、电子转移反应电子转移反应 OH对生物大分子损伤最明显，例如可使核酸分子中对生物大分子损伤最明显，例如可使核酸分子中相邻两个相邻两个TT,失去模板作用，失去模板作用， OH可引发膜脂质过氧化。可引发膜脂质过氧化。LHL +H2OL LOO 脂过氧基脂过氧基LOO +LHLOOH+L LO +LOO +H2O脂质过氧化物生成脂质过氧化物生成: :膜磷脂的多不饱和脂肪酸中的膜磷脂的多不饱和脂肪酸中的链式反应链式反应脂质过氧化作用是链式反应。脂质过氧化作用是链式反应。氧自由基反应呈链式爆发。氧自由基反应呈链式爆发。 OH O
10、2 OH是是脂脂质质过过氧氧化化作作用的主要引发剂用的主要引发剂脂自由基脂自由基脂质过氧化链式反应。脂质过氧化链式反应。（脂质过氧化（脂质过氧化物物）膜膜:多不饱和脂肪酸中的多不饱和脂肪酸中的链式反应链式反应四四.活性氧对机体的伤害活性氧对机体的伤害蛋白蛋白(功能降低功能降低:H2O2使使CuZnSOD中的中的Cu2+-Cu1+,肽键断肽键断,蛋白交链蛋白交链,羟化羟化,降解等降解等)DNA损伤损伤:环的破裂环的破裂,核苷酸链的断裂核苷酸链的断裂脂类脂类(脂质过氧化作用脂质过氧化作用):老年色素的形成老年色素的形成自由基自由基人类一些疾病与衰老的根源人类一些疾病与衰老的根源攻击正在复制中的攻击
11、正在复制中的基因基因，诱发，诱发癌症癌症发生发生激活人体激活人体免疫系统免疫系统免疫系统免疫系统，使人体表现出，使人体表现出过敏反应过敏反应作用于酶系统，使皮肤失去弹性脆性增加导致作用于酶系统，使皮肤失去弹性脆性增加导致静脉曲张水肿静脉曲张水肿侵蚀侵蚀脑细胞脑细胞，使人得，使人得早老性痴呆早老性痴呆的疾病的疾病氧化血液中的氧化血液中的脂蛋白脂蛋白,造成胆固醇向血管壁的沉积，引造成胆固醇向血管壁的沉积，引起起心脏病和中风心脏病和中风引起关节膜及关节滑液的降解，从而导致引起关节膜及关节滑液的降解，从而导致关节炎关节炎侵蚀眼睛侵蚀眼睛晶状体晶状体组织引起组织引起白内障；白内障；侵蚀侵蚀胰脏细胞胰脏细
12、胞引起引起糖尿病糖尿病. 大量研究已经证实，人体内本身就具有清大量研究已经证实，人体内本身就具有清除多余自由基的能力，这主要是靠内源性自由除多余自由基的能力，这主要是靠内源性自由基清除系统，它包括基清除系统，它包括超氧化物歧化酶（超氧化物歧化酶（SODSOD）. .过氧化氢酶过氧化氢酶( (CAT).).谷胱甘肽过氧化物酶谷胱甘肽过氧化物酶. .维生素维生素C C、维生素、维生素E E、还原型谷胱甘肽、还原型谷胱甘肽( (GSHGSH) )-胡萝卜素和硒胡萝卜素和硒. . 酶酶抗抗氧氧化化剂剂在自然界中，可以作用于自由基的抗氧在自然界中，可以作用于自由基的抗氧化剂范围很广，种类极多。我国一化剂
13、范围很广，种类极多。我国一些特有的些特有的食物食物(绿茶等绿茶等)和药用植物和药用植物(丹参酮丹参酮)中中，含有大，含有大量的量的酚类物质酚类物质.如何降低自由基对人体的危害如何降低自由基对人体的危害利用内源性自由基清除系统利用内源性自由基清除系统发掘外源性抗氧化剂发掘外源性抗氧化剂自由基清除剂自由基清除剂非酶抗氧化剂非酶抗氧化剂抗氧化酶抗氧化酶(食物食物,药用植物药用植物)活性氧的产生活性氧的产生抗氧化系统抗氧化系统线粒体中线粒体中嘌呤分解代谢嘌呤分解代谢CytP450自自氧化氧化中性粒细胞和巨噬细胞中性粒细胞和巨噬细胞辐射作用辐射作用一级抗氧化防御系统一级抗氧化防御系统-过氧化氢酶过氧化氢
14、酶-超氧化物歧化酶超氧化物歧化酶(SOD)-谷胱甘肽系统谷胱甘肽系统(GSH)-抗氧化剂抗氧化剂(Vc)二级氧化防御系统二级氧化防御系统-DNA修复修复-蛋白修复和降解蛋白修复和降解-解毒系统解毒系统-膜修复膜修复-再生系统再生系统活性氧活性氧-脂质过氧化脂质过氧化-DNA损伤损伤-蛋白质氧化蛋白质氧化细胞损伤和死亡细胞损伤和死亡O2 HO 六、六、机体抗氧化防卫系统机体抗氧化防卫系统（一）（一） 抗氧化酶抗氧化酶1、超氧化物岐化酶（、超氧化物岐化酶（SOD）O2 +O2 +2H+O2+H2O2Cu-ZnSOD胞浆胞浆MnSOD线粒体线粒体SODSOD2、过氧化氢酶（、过氧化氢酶（CAT）2H
15、2O2O2+H2OCATFeSODROOH2GSHNADP+（H2O2）ROHGSSGNADPH+H+磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径（H2O）3、过氧化物酶过氧化物酶（主要是含（主要是含Se的谷胱甘肽过氧化酶的谷胱甘肽过氧化酶GSH-PX）GSH-PX （二）非酶抗氧化剂（二）非酶抗氧化剂 VE、VC、GSH,雌激素雌激素,中草药中某些成分如中草药中某些成分如丹参酮、黄酮、丹参酮、黄酮、人参皂甙人参皂甙等等过氧化物过氧化物自由基产生自由基产生抗氧化系统抗氧化系统一级抗氧化防御系统一级抗氧化防御系统-过氧化氢酶过氧化氢酶-超氧化物歧化酶超氧化物歧化酶(SOD)-谷胱甘肽系统谷胱甘肽系统(GSH)-抗氧
16、化剂抗氧化剂(Vc)Freeradicals-脂质过氧化脂质过氧化-DNA损伤损伤-蛋白质氧化蛋白质氧化细胞损伤和死亡细胞损伤和死亡生理作用生理作用自由基的稳衡性自由基的稳衡性:七七. . 自由基的有益作用自由基的有益作用 1 1 1 1 1 1、自由基与重要生物活性物质合成的关系、自由基与重要生物活性物质合成的关系、自由基与重要生物活性物质合成的关系、自由基与重要生物活性物质合成的关系、自由基与重要生物活性物质合成的关系、自由基与重要生物活性物质合成的关系 2 2 2 2 2 2、自由基的解毒作用、自由基的解毒作用、自由基的解毒作用、自由基的解毒作用、自由基的解毒作用、自由基的解毒作用 3
17、3 3 3 3 3、自由基与机体免疫系统的关系、自由基与机体免疫系统的关系、自由基与机体免疫系统的关系、自由基与机体免疫系统的关系、自由基与机体免疫系统的关系、自由基与机体免疫系统的关系 返回章返回章 凝血酶原的合成与氧自由基的关系凝血酶原的合成与氧自由基的关系 O2CO2 “活性碳活性碳” 羧化酶羧化酶 “活性碳活性碳”在羧化作用中起羧化剂的作用在羧化作用中起羧化剂的作用1 1 1 1、自由基与重要生物活性物质合成的关系、自由基与重要生物活性物质合成的关系、自由基与重要生物活性物质合成的关系、自由基与重要生物活性物质合成的关系 返回节返回节 凝血酶原前体羧化凝血酶原前体羧化2 2 2 2、自
18、由基的解毒作用、自由基的解毒作用、自由基的解毒作用、自由基的解毒作用 返回节返回节 外来物质：药物、毒物，如各种麻醉外来物质：药物、毒物，如各种麻醉 剂、杀虫剂、烷烃系列石油产品、致癌剂、杀虫剂、烷烃系列石油产品、致癌 物质、各种药品、脂肪酸等物质、各种药品、脂肪酸等 返回节返回节 细胞色素细胞色素细胞色素细胞色素P P P P450450450450通过羟化作用的解毒机制通过羟化作用的解毒机制通过羟化作用的解毒机制通过羟化作用的解毒机制T T T T：毒物、药物等：毒物、药物等：毒物、药物等：毒物、药物等 吞吞噬噬细细胞胞杀杀死死侵侵入入机机体体的的有有害害微微生生物物的的最最重重要要机机理
19、理是能产生有毒的各种活性氧是能产生有毒的各种活性氧 呼吸爆发：呼吸爆发：当当吞吞噬噬白白细细胞胞进进行行吞吞噬噬作作用用时时，常常与与氧氧化化代代谢谢突突然然增长联系在一起增长联系在一起 羟自由基的作用羟自由基的作用: :白细胞中白细胞中超氧阴离子与超氧阴离子与H2O2 - - HO-丙二醛丙二醛(强力杀菌强力杀菌) 3 3 3 3、自由基与机体免疫系统的关系、自由基与机体免疫系统的关系、自由基与机体免疫系统的关系、自由基与机体免疫系统的关系 返回节返回节 第二章第二章糖蛋白、蛋白聚糖糖蛋白、蛋白聚糖第一节第一节 糖蛋白糖蛋白第二节第二节 蛋白聚糖蛋白聚糖第三节第三节 细胞外基质细胞外基质蛋白
20、蛋白 脂脂糖糖糖蛋白糖蛋白蛋白聚糖蛋白聚糖糖脂糖脂糖蛋白糖蛋白(糖糖50%)糖糖脂脂第一节第一节 糖蛋白糖蛋白一、结构一、结构短链寡糖短链寡糖糖蛋白糖蛋白糖苷键糖苷键糖苷键糖苷键乙酰葡萄糖胺乙酰葡萄糖胺乙酰半乳糖胺乙酰半乳糖胺天冬酰胺天冬酰胺丝丝/苏氨酸苏氨酸N-连接糖蛋白连接糖蛋白O-连接糖蛋白连接糖蛋白组成寡糖链的单糖及其衍生物主要有组成寡糖链的单糖及其衍生物主要有7种：种：葡萄糖（葡萄糖（Glc）半乳糖（半乳糖（Gal）甘露糖（甘露糖（Man）岩藻糖（岩藻糖（Fuc）N-乙酰葡萄糖胺（乙酰葡萄糖胺（GlcNAc）N-乙酰半乳糖胺（乙酰半乳糖胺（GalNAc）N-乙酰神经氨酸（乙酰神经氨酸
21、（NeuAc，唾液酸的一种），唾液酸的一种）寡糖链有不同糖苷键形式寡糖链有不同糖苷键形式,形成不同分支如形成不同分支如1-2，1-31-2，1-3，组成糖链的，组成糖链的糖基种类、糖基种类、数目、排列数目、排列顺序不同，组成多种多样的寡糖链。寡糖顺序不同，组成多种多样的寡糖链。寡糖链丰富的结构变化蕴藏着丰富的信息。链丰富的结构变化蕴藏着丰富的信息。寡糖链寡糖链:“糖肽键糖肽键”：即指糖基第：即指糖基第1个碳原子上的羟基与多肽链氨基酸个碳原子上的羟基与多肽链氨基酸残基上的酰胺基或羟基之间脱水形成的残基上的酰胺基或羟基之间脱水形成的糖苷键糖苷键。（。（见后图见后图）N-糖苷键糖苷键:由多肽链的由多
22、肽链的天冬酰胺天冬酰胺的酰胺氮的酰胺氮与与N-乙酰葡萄糖胺乙酰葡萄糖胺羟基相连羟基相连糖肽键糖肽键O-糖苷键糖苷键:由多肽链的由多肽链的丝丝/苏氨酸苏氨酸的羟基的羟基与与N-乙酰半乳糖胺乙酰半乳糖胺羟基相连羟基相连糖苷键糖苷键天冬酰胺天冬酰胺丝氨酸丝氨酸N-乙酰葡萄糖乙酰葡萄糖胺胺（GlcNAc）N-乙酰半乳糖乙酰半乳糖胺（胺（GalNAc）N-连接糖蛋白连接糖蛋白O-连接糖蛋白连接糖蛋白（一）（一）N-N-连接糖蛋白连接糖蛋白1、糖基化位点、糖基化位点AsnXSer/Thr（X为脯氨酸以外的任何氨基酸）为脯氨酸以外的任何氨基酸）2、N-连接寡糖链的结构连接寡糖链的结构共性：五糖核心（共性：五
23、糖核心（见后图见后图）高甘露型高甘露型复杂型复杂型杂合型杂合型按与五糖核心连入糖基不同按与五糖核心连入糖基不同高甘露型高甘露型复杂型复杂型杂合型杂合型2-9Man兼两者兼两者3、N-连接寡糖链的生物合成连接寡糖链的生物合成糖链与肽键合成同糖链与肽键合成同时进行时进行 第一阶段第一阶段 寡糖脂质中间体的合成与转移寡糖脂质中间体的合成与转移（见后图）（见后图） 在内质网在内质网 以长萜醇（多聚以长萜醇（多聚- -顺顺- -异戊烯醇异戊烯醇dolichol,doldolichol,dol）作为糖链载体，以作为糖链载体，以UDPUDP或或GDPGDP糖衍生物为糖基供体，由特异性糖衍生物为糖基供体，由特
24、异性糖基转移酶催化，直至形成糖基转移酶催化，直至形成G G寡糖（一种寡糖（一种1414个糖基的个糖基的寡糖寡糖），），构成构成长萜醇焦磷酸寡糖长萜醇焦磷酸寡糖, , 即即: : 寡糖寡糖脂质中间体。脂质中间体。 G G寡糖转移到内质网腔与新生多肽中寡糖转移到内质网腔与新生多肽中AsnAsn-X-Ser/Thr-X-Ser/Thr中的中的AsnAsn位点共价连接。位点共价连接。特异性糖基转移酶特异性糖基转移酶(G寡糖寡糖)G寡糖寡糖修剪与延长修剪与延长 在粗面内质网与高尔基体中，在相应在粗面内质网与高尔基体中，在相应糖苷水解酶和糖糖苷水解酶和糖基转移酶基转移酶作用下，糖键修剪、延长等改造，形成各
25、型作用下，糖键修剪、延长等改造，形成各型N-N-连接寡糖。连接寡糖。第二阶段第二阶段 与肽键结合的寡糖链的修剪与延长与肽键结合的寡糖链的修剪与延长高甘露型高甘露型复杂型复杂型杂合型杂合型（二）（二）O-O-连接糖蛋白连接糖蛋白1、O-连接寡糖链结构连接寡糖链结构 糖基化位点的序列不清楚，但常在糖基化位点的序列不清楚，但常在SerSer、ThrThr密集区并有脯氨酸的序列中密集区并有脯氨酸的序列中，O-O-连接寡糖链无连接寡糖链无共同核心结构，糖链结构差异大。共同核心结构，糖链结构差异大。O-连接寡糖链结构连接寡糖链结构GalNAC-O-Ser（Thr）N-乙酰半乳糖胺乙酰半乳糖胺2、O-连接寡
26、糖键的生物合成连接寡糖键的生物合成O-连接寡糖链连接寡糖链的合成是在多肽链合成后进行的的合成是在多肽链合成后进行的 GalNACGalNAC-O-Ser-O-Ser（ThrThr）GalNACGalNAC转移酶转移酶UDP-GalNACUDP-GalNAC糖基转移酶糖基转移酶O-O-糖基化始于内质网，而加入末端糖基在高尔基体糖基化始于内质网，而加入末端糖基在高尔基体糖基糖基12 GalNAC-O-SerGalNAC-O-Ser（ThrThr）无需寡糖脂质中间体的合成无需寡糖脂质中间体的合成,即无载体即无载体.(N-乙酰半乳糖胺乙酰半乳糖胺)二、糖蛋白中寡糖链的功能二、糖蛋白中寡糖链的功能糖蛋白
27、糖蛋白可溶性糖蛋白可溶性糖蛋白- - 血浆蛋白等血浆蛋白等. .膜糖蛋白膜糖蛋白 - - 受体蛋白、离子通道蛋白等受体蛋白、离子通道蛋白等 寡糖链结构可影响蛋白部分的寡糖链结构可影响蛋白部分的构象、聚合、降解、构象、聚合、降解、糖蛋白相互识别与结合糖蛋白相互识别与结合等过程。等过程。 （一）寡糖链对糖蛋白理化性质的影响（一）寡糖链对糖蛋白理化性质的影响 1 1、粘蛋白具有润滑、保护作用、粘蛋白具有润滑、保护作用: : 胃肠道胃肠道, ,呼吸道中的黏液呼吸道中的黏液. . 2 2、一般寡糖成份有抵抗外界变性因素的作用，稳定糖蛋白、一般寡糖成份有抵抗外界变性因素的作用，稳定糖蛋白, ,抗蛋白酶水解
28、抗蛋白酶水解. .(体内蛋白大多数为体内蛋白大多数为糖蛋白糖蛋白) （二）（二） 寡糖链对新生肽链的影响寡糖链对新生肽链的影响1、在肽链折叠并维持正常空间结构方面起作用在肽链折叠并维持正常空间结构方面起作用一些一些N-连接寡糖链参与新肽链的折叠连接寡糖链参与新肽链的折叠,维持其正维持其正常空间结构常空间结构2、影响糖蛋白在细胞内的分拣和投送。影响糖蛋白在细胞内的分拣和投送。 （在内质网合成）（在内质网合成） （高尔基体内磷酸化）（高尔基体内磷酸化）例：溶酶体酶例：溶酶体酶 - - 糖链糖链 - - 甘露糖甘露糖-6-P-6-P 溶酶体溶酶体膜上相应受体膜上相应受体( (甘露糖甘露糖-6-P受体
29、受体),酶进入酶进入溶酶体溶酶体若末端甘露糖不被磷酸化，溶酶体酶若末端甘露糖不被磷酸化，溶酶体酶血浆血浆疾病疾病（三）（三）寡糖链对糖蛋白生物活性的影响寡糖链对糖蛋白生物活性的影响 ( (部分糖蛋白部分糖蛋白: :部分激素部分激素, ,酶等酶等) )HMGCoA还原酶无糖链还原酶无糖链:活性下降活性下降90%（四）（四）寡糖链的分子识别作用寡糖链的分子识别作用精子与卵子识别、受体与配体识别、精子与卵子识别、受体与配体识别、ABO系统中系统中血型物质血型物质差异等均与糖链结构有关。差异等均与糖链结构有关。细胞细胞之间传递信息之间传递信息,如接触抑制如接触抑制.参与细胞分化与器官的形成参与细胞分化
30、与器官的形成（五）（五）寡糖链与细胞恶变有关寡糖链与细胞恶变有关:寡糖链结构在恶性细胞中改变寡糖链结构在恶性细胞中改变.(含岩藻糖糖蛋白出现含岩藻糖糖蛋白出现).第二节第二节 蛋白聚糖蛋白聚糖(PG)(PG)一、分子组成一、分子组成(糖糖50%,ECM之一之一): 蛋白质蛋白质 糖胺聚糖糖胺聚糖 （核心蛋白）（核心蛋白）共价键共价键细胞细胞核心蛋白核心蛋白包埋在糖胺聚糖中包埋在糖胺聚糖中（一）核心蛋白（一）核心蛋白（见后图见后图）与糖胺聚糖链与糖胺聚糖链共价结合共价结合的蛋白质称为核心蛋白。的蛋白质称为核心蛋白。 蛋白聚糖蛋白聚糖通过通过特异结构域特异结构域可可锚定在细胞表面或细胞外基质锚定在
31、细胞表面或细胞外基质的的大分子上。大分子上。N-糖苷键糖苷键:由多肽链的由多肽链的天冬酰胺天冬酰胺的酰胺氮的酰胺氮O-糖苷键糖苷键:由多肽链的由多肽链的丝氨酸丝氨酸的羟基的羟基蛋白质与糖胺聚糖链蛋白质与糖胺聚糖链共价结合共价结合: :（二）糖胺聚糖（二）糖胺聚糖: :由由二糖单位重复组成二糖单位重复组成, ,具大量阴离子具大量阴离子,稳定和支持细胞稳定和支持细胞. 氨基己糖氨基己糖 -O- -O- 己糖醛酸（己糖醛酸（oror半乳糖）半乳糖）nn（见后图见后图）六种六种:糖糖胺胺聚聚糖糖的的二二糖糖单单位位特点：特点：1 1、二糖单位重复二糖单位重复排列线性结构，不分支排列线性结构，不分支 2
32、 2、具大量阴离子的具大量阴离子的杂多糖杂多糖二、蛋白聚糖的生物合成二、蛋白聚糖的生物合成1.1.在内质网合成核心蛋白的肽链，合成同时可加上糖链在内质网合成核心蛋白的肽链，合成同时可加上糖链. .2.2.在高尔基体在高尔基体, , 特异的糖基转移酶催化，进行糖链修饰特异的糖基转移酶催化，进行糖链修饰加工。以加工。以UDP-UDP-糖的形式加上单糖糖的形式加上单糖, ,而不是以二糖为单位而不是以二糖为单位. .N-糖苷键糖苷键:由多肽链的由多肽链的天冬酰胺天冬酰胺的酰胺氮的酰胺氮O-糖苷键糖苷键:由多肽链的由多肽链的丝氨酸丝氨酸的羟基的羟基三、蛋白聚糖的功能三、蛋白聚糖的功能:构成细胞间的基质是
33、其主要功能构成细胞间的基质是其主要功能 1.1.软骨、皮肤等结缔组织基质内，糖胺聚糖密集负电荷可软骨、皮肤等结缔组织基质内，糖胺聚糖密集负电荷可吸收大吸收大量水分子量水分子形成凝胶状形成凝胶状, , 起机械保护作用，对维持组织形态及抗局起机械保护作用，对维持组织形态及抗局部压力起重要作用。同时参与维持体内水和电解质的平衡部压力起重要作用。同时参与维持体内水和电解质的平衡. . 500ml 500ml 水水 / 1g/ 1g透明质酸透明质酸2.2.动脉壁含丰富动脉壁含丰富透明质酸、硫酸软骨素透明质酸、硫酸软骨素等成分，与维持等成分，与维持血管壁结构完整、通透性、弹性有关。血管壁结构完整、通透性、
34、弹性有关。3.3.肾组织合成肾组织合成蛋白聚糖蛋白聚糖,增加渗透压增加渗透压,促尿浓缩促尿浓缩.4.透明质酸阻止细菌进入机体或细胞透明质酸阻止细菌进入机体或细胞. .硫酸软骨素硫酸软骨素促促伤口的愈合伤口的愈合 5.5.蛋白聚糖蛋白聚糖密集负电荷密集负电荷, , 因而因而易于胆汁酸盐易于胆汁酸盐,碳酸钙结合碳酸钙结合,阻止胆结石形成阻止胆结石形成.6.6.细胞间基质中含有大量细胞间基质中含有大量透明质酸透明质酸,可与细胞表面的透明质可与细胞表面的透明质酸受体结合酸受体结合,影响细胞间的影响细胞间的粘附粘附,细胞迁移细胞迁移,增殖增殖,分化分化. 7 7、关节腔、胸腔、心包腔等含、关节腔、胸腔、
35、心包腔等含透明质酸透明质酸有良好的润滑作用。有良好的润滑作用。 8 8、肝素抗凝血作用、肝素抗凝血作用; ; 还可促血管释放脂还可促血管释放脂蛋白蛋白脂酶脂酶, ,降解脂降解脂蛋白蛋白,促脂肪分解促脂肪分解,调节调节血脂血脂. .第第3 3节节 细胞外基质细胞外基质细胞外基质（细胞外基质（extracellularmatrix，ECM） 胶原蛋白胶原蛋白 糖蛋白（纤连蛋白，层粘连蛋白）糖蛋白（纤连蛋白，层粘连蛋白）蛋白聚糖蛋白聚糖一、胶原（一、胶原（Collagen）:25%机体总蛋白机体总蛋白,来自来自成纤维细胞成纤维细胞（一）胶原的分子组成和分型（一）胶原的分子组成和分型（1 1、2 2、
36、3 3、4 4） 微温稀酸微温稀酸 超离超离为为的二聚体和三聚体的二聚体和三聚体目前已发现有目前已发现有1818种类型胶原，种类型胶原，其中其中-型为常见胶原分子。（见后表）型为常见胶原分子。（见后表）胶原胶原各型胶原蛋白特点与分布各型胶原蛋白特点与分布（二）胶原分子结构特点（二）胶原分子结构特点1、氨基酸组成的特征：、氨基酸组成的特征：甘（占甘（占1/3）、脯（占）、脯（占1/4）.羟脯氨酸羟脯氨酸和和羟赖氨酸羟赖氨酸为胶原特有为胶原特有.缺少缺少色氨酸、半胱氨酸色氨酸、半胱氨酸。2、分子构象特点：、分子构象特点：（见后页）（见后页）由三条由三条-肽链组成，以右手旋转方式相互绕成三股螺旋。肽
37、链组成，以右手旋转方式相互绕成三股螺旋。链之间为链之间为H键键GlyProX三股螺旋形成的三股螺旋形成的重要条件重要条件使不能形成使不能形成螺旋螺旋原原胶胶原原的的三三股股螺螺旋旋结结构构GlyProX两个原胶原分子两个原胶原分子赖氨酸残基赖氨酸残基侧链侧链末端氨基之间末端氨基之间醛醇交联醛醇交联反应形成反应形成共价键共价键侧向排列聚集成侧向排列聚集成胶原微纤维胶原微纤维原原胶胶原原分分子子侧侧向向共共价价连连接接的的醛醛醇醇交交联联反反应应 （三）胶原的生物学功能（三）胶原的生物学功能 3. 3. 在结缔组织损伤修复过程中起重要作用。在结缔组织损伤修复过程中起重要作用。( (如如 皮肤受损后
38、，血管内皮细胞可合成皮肤受损后，血管内皮细胞可合成型胶原，以及型胶原，以及成纤维细胞增生，并出现大量成纤维细胞增生，并出现大量型胶原为主粗大纤维，有利伤口型胶原为主粗大纤维，有利伤口修复修复, , 伤痕上有一层上皮伤痕上有一层上皮: : 含大量含大量型胶原型胶原型胶原型胶原) )。1、主要为、主要为结构蛋白结构蛋白:皮肤、骨和软骨、肌键等组织支持物和填充物。皮肤、骨和软骨、肌键等组织支持物和填充物。 2、参于细胞分化、参于细胞分化.加胶原加胶原,促悬浮细胞分化促悬浮细胞分化二、纤连蛋白（二、纤连蛋白（fibronectin，FN）(糖蛋白糖蛋白)细胞细胞细胞细胞基质基质血浆血浆FN细胞细胞FN
39、(促血小板的凝集促血小板的凝集)分布分布:(不溶不溶)主要由成纤维细胞合成主要由成纤维细胞合成主要由肝细胞主要由肝细胞,内皮细胞合成内皮细胞合成（一）（一）FNFN的肽链结构的肽链结构FN由两条不完全相同的多肽链（由两条不完全相同的多肽链（A、B链），通过近链），通过近C端的端的二硫键二硫键相连而形成二聚体。每条多肽链均可区分为相连而形成二聚体。每条多肽链均可区分为7个功能性结构域个功能性结构域，分别执行与，分别执行与细胞、胶原和肝素细胞、胶原和肝素等结合等结合的功能。（见下图）的功能。（见下图）纤连蛋白的结构域纤连蛋白的结构域C端端C端端 FN肽链的结构由一系列肽链的结构由一系列“绊绊”状结
40、构的同系物状结构的同系物(AA不完不完全相同全相同)重复单位重复单位组成，是组成，是FN最有意义的结构特征。最有意义的结构特征。纤连蛋白的三种同系物重复单位纤连蛋白的三种同系物重复单位由二硫键由二硫键由二硫键由二硫键无二硫键无二硫键同系物（亦称内在序列、同源结构同系物（亦称内在序列、同源结构internalsequencehomology）型同系物型同系物有有12个重复，形同两个相连指圈，出现在片段个重复，形同两个相连指圈，出现在片段1、2、6,结合结合纤维蛋白和胶原纤维蛋白和胶原区域。区域。型同系物型同系物仅有仅有2个重复，在片段个重复，在片段2结合结合胶原胶原的区域。的区域。型同系物型同系
41、物有有16个重复单位，集中出现在肽链中央部分片段个重复单位，集中出现在肽链中央部分片段（3、4、5片段），结合片段），结合肝素和细胞的区域肝素和细胞的区域。有有3种类型：种类型：（二）（二）FNFN的糖链结构的糖链结构 FN的含糖量视组织来源不同而异（的含糖量视组织来源不同而异（5%20%），），主要为主要为N糖链糖链,约约810条。不同条。不同FN的含糖量不同的含糖量不同.而且而且N糖链的结构也不同。糖链的结构也不同。FN的糖基化与其抵抗蛋白酶的作用有关，也影响的糖基化与其抵抗蛋白酶的作用有关，也影响与胶原的亲和力。与胶原的亲和力。（三）（三）FNFN的功能的功能: :细胞细胞FN：主要由成
42、纤维细胞合成主要由成纤维细胞合成,存在于细胞外基质、基底膜、存在于细胞外基质、基底膜、细胞之间以及某些细胞表面的细胞之间以及某些细胞表面的不溶性形式存在的不溶性形式存在的FN。血浆血浆FN：由肝细胞、内皮细胞合成，存在于各种体液由肝细胞、内皮细胞合成，存在于各种体液（血浆、淋巴液、组织间液）以（血浆、淋巴液、组织间液）以可溶形式存在的可溶形式存在的FN。FN的功能多样，但所有的功能多样，但所有FN的功能可以认为由其的功能可以认为由其介导细胞介导细胞与细胞、细胞与基质的相互作用与细胞、细胞与基质的相互作用来完成的。来完成的。这与这与FN分子结构对于胶原、纤维蛋白、蛋白聚糖、肌动蛋分子结构对于胶原
43、、纤维蛋白、蛋白聚糖、肌动蛋白乃至细胞等具有高亲和力有关白乃至细胞等具有高亲和力有关.与与FN结合可引发细胞内的变结合可引发细胞内的变化有关。化有关。介导细胞间或细胞与基质间的相互作用介导细胞间或细胞与基质间的相互作用2.巨噬细胞上结合的巨噬细胞上结合的FN可促进其清除异物的吞噬功能。可促进其清除异物的吞噬功能。3、凝血和组织损伤修复、凝血和组织损伤修复:伤口出血时，伤口出血时，FN在血小板表面与胶原结合，加强胶原对在血小板表面与胶原结合，加强胶原对血小板作用，血小板作用，促进血小板聚集促进血小板聚集.1、促进细胞与细胞外基质、细胞之间的相互粘合作用、促进细胞与细胞外基质、细胞之间的相互粘合作
44、用.这这些结合与胚胎发育，细胞功能的分化及生长调节等有密切些结合与胚胎发育，细胞功能的分化及生长调节等有密切的关系。的关系。机制：机制：FN分子上细胞结合位点与两个细胞表面分子上细胞结合位点与两个细胞表面FN受体受体整合蛋白整合蛋白结合，导致两个细胞由结合，导致两个细胞由FN连在一起。连在一起。三、层粘连蛋白（三、层粘连蛋白（laminin，LN）糖蛋白糖蛋白,组织基底膜中组织基底膜中-与细胞分化与细胞分化,粘连粘连,迁移迁移,分裂有关分裂有关,胚胎发育过程不同阶段有胚胎发育过程不同阶段有LN的表达，其作用与发育过程有关的表达，其作用与发育过程有关（一）（一）LNLN的分子结构的分子结构 1条
45、重链（条重链（链），链），2条轻链（条轻链（、链）构成三聚体。链）构成三聚体。 1，2，31，2，3LN1LN7(见后图）见后图）1，2层层粘粘连连蛋蛋白白分分子子结结构构(与胞上与胞上LN受体结合受体结合)（二）（二）LNLN糖链糖链LN是含糖是含糖13%15%的糖蛋白。的糖蛋白。在小鼠在小鼠LN分子中主要为分子中主要为N-糖链糖链。糖链糖链具有组织和种属特异性。具有组织和种属特异性。1.细胞粘连作用：细胞粘连作用：通过细胞表面特异受体整合蛋白家族通过细胞表面特异受体整合蛋白家族(LN受体受体)介导结合于介导结合于细细胞表面胞表面,或与或与胶原等基质结合胶原等基质结合，因而，因而维持基质稳定及细胞粘于维持基质稳定及细胞粘于基膜基膜(如介导上皮细胞及内皮细胞粘着于基底膜如介导上皮细胞及内皮细胞粘着于基底膜,有利于其铺展有利于其铺展,利利于细胞的正常生理生化活动于细胞的正常生理生化活动)。2在胚胎发育过程不同阶段有在胚胎发育过程不同阶段有LN不同的表达，其作用与发育不同的表达，其作用与发育有关有关.（三）（三）LN由由上皮细胞、内皮细胞、平滑肌细胞合成上皮细胞、内皮细胞、平滑肌细胞合成。LN功能：功能：
